基于PLC控制的环形传输分拣系统

国家职业资格全省（或市）统一鉴定

维修电工论文

(国家职业资格 II 级)

论文题目：基于PLC控制的环形传输分拣系统

姓 名： 崔 业 华 身份证号： 320981199003034971 准考证号： 所在省市： 江苏省盐城市 所在单位： 江苏省盐城技师学院

基于PLC控制的环形传输分拣系统

崔业华 江苏省盐城技师学院

摘要：本文主要介绍以PLC控制环形皮带分拣系统，实现分拣不同的物料，以达到节约人力资源，提高生产率，从而实现分拣过程自动化。 关键词：编码器 传感器 变频器 气压传动元件

在现代工业中，生产过程的机械化、自动化已成为突出的主题。随着工业现代化的进一步发展,自动化已经成为现代企业中的重要支柱,无人车间、无人生产流水线等等，已经随处可见。本文主要介绍以PLC控制环形皮带分拣系统，实现分拣不同的物料。以达到节约人力资源，提高生产率，从而实现分拣过程自动化。

一、环形皮带传送分拣系统运行要求

系统启动后，环形皮带以50Hz顺时针运行一周，检测皮带上是否有物料。若有物料则皮带机继续运行按物料分拣要求将物料推入对应的料仓，然后再进行正常分拣工作；若无物料则运行一周结束后按正常流程进行分拣工作。正常工作：首先将料仓中物料推入皮带，物料到达减速点后以20Hz运行并进行材质检测、颜色检测。若料仓中物料数小于二时，发出报警信号，报警指示灯以2Hz频率闪烁，提示工作人员料仓储料不足，当最后一个物料分拣完毕后系统自动停止运行，同时报警指示灯熄灭。

环形皮带传送分拣系统控制要求： （1）挑检出物料中的白色件。

（2）若物料为金属件则直接将金属物料送到A槽。 （3）若物料为塑料件且为蓝色则送至B槽。

（4）当符合要求的物料到达输出平台后，等待机械手搬运，皮带机停止运行。

（5）待机械手将物料搬运走后环形皮带传送分拣站继续进行出料传送分拣工作。

系统结构如图1所示。

图1 系统结构图

二、系统硬件组成 1．传感器

（1）扩散反射型光电传感器

它是用来检测料仓中是否有物料的。它是通过调节外部旋钮来判断料仓中是否存有物料。当模式切换开关切换到L侧时，调节感光旋钮只有当反射光强度大于其外部设定值时，输出段电路中晶体管才会有输出，发出信号；反之，当模式切换开关切换到D侧时，调节感光旋钮只有当反射光强度小于其外部设定值，才会有输出，发出信号。 （2）电感式接近开关

电感式接近开关属于一种开关量输出的位置传感器，它由LC高频振荡器和放大处理电路组成，其原理框图如图2所示。金属体在接近这个能产生电磁场的振荡感应头时，其内部产生涡流，这个涡流反作用于接近开关，使接近开关能力衰弱，内部电路的参数发生变化由此识别出有无金属物体接近，进而控制开关的通或断。由此可见电感式接近开关锁检测的物体必须是金属物体，据此性能也可将其用于金属与非金属物体的判别。其接线方式(两线制）如图3所示。蓝色线接0V，棕色线接PLC输入端。

感应磁罐 高频 振荡 电路 整形 检波 信号 处理 开关 量输出

图2 电感式接近开关原理框图

+ 棕 负载 蓝 _ 图3 电感式接近开关接线图

（3）磁性开关

用来检测气缸是否伸出到位。气缸中活塞上装有磁环，当活塞杆伸出靠近磁性开关时，磁性开关检测到磁环发出检测信号，指示气缸已伸出到位。 （4）数字式光纤传感器

它是用来检测工件的颜色，挑选出符合系统要求的工件。它采用了白色LED+一体型RGB感光端子。由光纤探头、放大器单元、连接器组成。通过RGB对比判别，不受物料背景、表面凹凸的影响能够准确判断出所经过光纤探头前的物料的颜色。若RGB测量值大于（选择高电平输出）或小于（选择低电平输出）设定值时，经过放大器单元放大形成高低电平输送至PLC的输入端。通过调节放大器单元上的功能键可以修改RGB对比参数，从而来区分更多种类的颜色。

2．变频器

变频器的任务是把电压和频率恒定的电网电压变成电压和频率可调的交流电。安装时在电源和变频器之间通常接入低压断路器和接触器，以便在发生故障时能迅速切断电源；变频器和电动机之间一般不允许接入接触器；变频器输出侧不允许接电容器，也不允许接入电容式单相电动机。变频器的选型应遵循控制对象的工作环境的要求，电动机工作条件为三相交流电，额定电压为380V，

功率为1KW，因此变频器选型为FR-E740-1.5K。变频器参数设置如表1所示。

表1 变频器参数设置如表

参数名称 RH速度频率值 RM速度频率值 RL速度频率值 加速时间 减速时间 运行模式选择 参数号 Pr.4 Pr.5 Pr.6 Pr.7 Pr.8 Pr.79 设定值 50Hz 30Hz 10Hz 1.0s 1.0s 2 3．可编程控制器（PLC）

通过对该系统输入、输出信号的统计，选择PLC型号为FX2N-48MR。 4．气压传动元件

气动技术是以空气压缩机为动力源，以压缩空气为工作介质进行能量传递或信号传递的工程技术，是实现各种生产控制自动控制的重要手段。一个典型的气动系统由方向控制元件、气动执行元件、各种气动辅助元件、气源净化元件组成。

（1）方向控制元件

采用电磁控制换向阀（简称电磁阀），它是利用电磁力的作用来实现阀的切换以控制气流的流动方向的。 （2）气动执行元件

气缸是气动系统的执行元件之一。它是将压缩空气的压力能转换为系统的动力能。

（3）气动辅助元件

油雾器是一种特殊的注油装置。它以空气为动力，使润滑油雾化后，注入空气流中，并随空气进入需要润滑的部件，达到润滑的目的。消声器的作用是降低噪声，它是通过阻尼或增加排气面积来降低排气速度和功率，从而降低噪声的。管道连接件是连接成一个完整的气动控制系统必不可少的元件。 （4）气源净化元件

储气罐的作用是储存一定数量的压缩空气平衡，同时也是应急动力源，以解决空压机的输出气量和气动设备的耗气量之间的不平衡。油水分离器的作用是分离并排出压缩空气中凝聚的油分、水分和灰尘杂质，使压缩空气得到初步净化。过滤器是气压传动系统中的重要环节，进一步滤除压缩空气中的杂质。

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